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常見的定時器有兩種:一種週期性定時執行,例如每天的凌晨三點出報表;另一種在指定時間後執行(一次),例如會員登入系統五分鐘後發放每日登入獎勵。兩種情況對應shell中的cron
和at
命令,與JavaScript
中的setInterval
和setTimeout
函式類似(嚴格來說setInterval
是週期性執行,指定時間點執行需要自行處理)。
做web開發的PHP程式設計師對JavaScript中的兩個定時器函式應該都還熟悉,回到PHP層面就有點傻眼:PHP中有sleep
,但是沒有(內建)定時器函式可用。sleep
函式勉強可以做到,但會導致程式阻塞,期間不能做其他事(或無響應)。為什麼PHP沒能提供定時器(Timer)這個功能呢?
原因
個人認為,web開發中PHP不能使用定時器的本質原因是可控 常駐記憶體執行環境的缺失。兩個要點:第一常駐記憶體,第二可控。CGI模式下,程式執行完指令碼後直接退出,不能指望其到指定時間執行任務;PHP-FPM模式下,程式(絕大多數)常駐記憶體,但不可控。
不可控的意思是執行PHP的程式不受PHP程式碼影響,程式的入口點和退出時機由額外的程式控制。例如FPM模式下,PHP指令碼中的exit
、die
函式只中斷指令碼的執行,不會對執行指令碼的程式產生特別的影響(記憶體洩露除外)。PHP開發人員編寫的指令碼是程式的執行體,執行完畢後就從程式的執行上下文中解除安裝出去。這種情況下,執行PHP指令碼的時機仍然由外部驅動,沒有外部請求PHP程式碼就安詳的躺在硬碟上,什麼都不做,也就定時任務。
由於PHP主要面向web開發,PHP這種執行模式穩定可靠,開發效率快。比如省去資源釋放這一步,就避免了開發中很多工作量和坑。想想某些第三方庫程式碼中改時區、字元編碼等還不還原,在常駐記憶體執行環境下幾乎肯定會導致後續請求有問題。但在FPM模式下,這種坑無意中直接趟平,省去許多除錯時間,為程式設計師保住髮際線做出了不小的貢獻。
問題已經瞭解,那麼PHP中如何使用定時器執行定時任務?
危險的做法
在web環境下,PHP指令碼預設有超時時間。去掉超時設定,就可以讓程式一直在後臺執行(如果程式不退出的話)。例如以下程式碼在響應請求後繼續後臺執行,並且每五秒鐘輸出一次時間到檔案:
# test.php
set_time_limit(0); # 取消超時設定,讓指令碼可一直執行
echo 'This is a background run forever script. Now you can leave me alone.';
fastcgi_finish_request(); # 結束當前請求
do{
file_put_contents("/tmp/out.dat", "test script, now:" . date("Y-m-d H:i:s") . "\n", FILE_APPEND);
sleep(5);
}while(true);
複製程式碼
請求http://localhost:8080/test.php
檔案後,監測/tmp/out.dat
檔案,會發現不斷有內容輸出,無論客戶端是否斷開連線、關閉瀏覽器或者重啟電腦(不能重啟伺服器)。這說明程式一直在執行,並且也實現了我們想要的定時器功能。如果把sleep
改成usleep
、time_nanosleep
,還能實現微秒、納秒級定時器,豈不美哉?
實踐中應當儘量避免用這種方式實現定時器,不僅因為低效,還略有危險。原因之一是每次請求會佔用一個程式,請求十萬次需要十萬個程式,基本上會導致系統崩潰或後續請求無響應;另外如果開啟了session,但是忘記呼叫session_write_close
,會導致同一個使用者的後續請求被hang住(session活躍時處於加鎖狀態,不關閉session會導致後續程式無法開啟session)。
web開發應當越快響應使用者的請求越好,在web開發中用這種方式強行實現定時器,會讓整個web應用處於不穩定、不可靠或不可預測狀態。孟子曰:知而慎行,君子不立於危牆之下。不靠譜的做法要儘量避免,順帶也避免背鍋和甩鍋。
接下來看看PHP中使用定時器的正確姿勢。
正確的姿勢
PHP實現定時器功能的做法可簡單歸結為如下幾種:
- 使用cron、Jenkins等排程工具做週期性定時任務(既可以是執行指令碼,也可以是請求某個網址);
- 一次性執行任務通過訊息佇列、資料庫等方式投遞給第三方程式執行;
- 像WordPress一樣模擬定時任務,但要記住這種方式依賴於客戶端請求,並需自行處理好程式併發問題;
- 使用常駐記憶體型方式執行PHP程式,即CLI模式。
除了第三種做法,其他方式都是推薦的,具體方案請結合實際需求。作為PHP程式設計師,當然還是首選用PHP來做,也就是CLI模式。
CLI模式
摸著良心說,CLI模式讓PHP發揮的空間擴充不少。在CLI模式下,程式的入口點就是指令碼,且程式碼可以常駐記憶體,程式完全由PHP程式碼控制。在這種形式下,實現定時器就有多種玩法。本文列出幾種做法,拋磚引玉:
- 使用
swoole
、workerman
等框架,內建(高精度)定時器; - 使用多程式(池)/多執行緒(池)技術(
pcntl
、pthreads
擴充在CLI模式下才可用); - 處理tick或者alarm等訊號;
- 使用
libevent
、libev
等事件驅動庫; sleep
加迴圈或自己實現事件迴圈。
想折騰的話自己用2-5方案,不想折騰swoole
、workerman
等框架是首選,穩定可靠。
總結
區分HTTP請求和任務的關係,實現定時任務就簡單了。至於用不用PHP來實現,那是另外一回事。當然作為web開發的首選語言,PHP實現定時任務也是輕而易舉的。
本文感謝“微通廣州”的贊助。